miércoles, 10 de agosto de 2016

2 DIGESTIÓN EN LOS SERES VIVOS UNICELULARES Y HONGOS

2.1 Digestión en bacterias y archaeabacterias

Los procariotes ya sean archeas o bacterias son los reyes indiscutibles en términos de la diversidad de metabolismos que pueden presentar como grupo, lo cual es más bien normal en términos de su historia evolutiva por dos factores.

El primero es que son los seres vivos más antiguos del planeta, sus restos pueden llegar hasta 3500 mda “millones de años” (Parmon, 2008) mientras que los fósiles de los eucariotes aparecen cerca del 1200 mda (Kutschera & Niklas, 2004). El segundo aspecto es que son los seres vivos con el mayor potencial evolutivo, pues se reproducen más a prisa que cualquier eucariote, esto implica que la tasa de mutación es alta y así el potencial de incrementar su diversidad (De Duve & Pizano, 1995).

Aunque morfológicamente los procariotes son muy similares, se requiere más genes para generar una ruta metabólica nueva que para asociarse entre sí (De Duve & Pizano, 1995).

En cuanto a la digestión, debido a esta amplia variedad  bioquímica los procariotes tienen exponentes de varios tipos de alimentación, algunos son quimiolitótrofos alimentándose de roca, esto lo hacen oxidando la roca y extrayendo de ella la energía. También los primeros un únicos realmente foto-autótrofos son bacterias, las cianobacterias, y decimos que son los únicos reales, porque cierto tipo de cianobacterias evolucionó simbióticamente en el interior de otras células evolucionando en los cloroplastos de las algas y las plantas verdes (Gottschalk, 2012).

Otras bacterias son bioheterótrofas, es decir se alimentan de otros seres vivos, esto lo logran mediante la liberación de toxinas que matan a otras bacterias circundantes, luego solo es cuestión de absorber los nutrientes que son liberados cuando las células de las victimas explotan (Gottschalk, 2012).

Las toxinas pueden ser consideradas como enzimas líticas, aunque en muchos casos puede tratarse de compuestos orgánicos relativamente simples en comparación a una proteína. Dependiendo del blanco estas toxinas pueden llegar a ser agentes de patogenicidad o los famosos antibióticos (Gottschalk, 2012). Desde el punto de vista de la bacteria estos dos son una sola categoría de sustancias que sirven para liberar nutrientes contenidos en células competidoras, pero desde el punto de vista humano unas ayudan y otros no (Gottschalk, 2012).

Los compuestos químicos que una bacteria emplea para degradar su ambiente externo y absorber los nutrientes resultantes son muy variables, incluso una misma morfo-especie como Escherichia coli puede llegar a tener una gran cantidad de cepas, todas con una batería de componentes y enzimas líticas diferentes. Un serotipo bastante peligroso es la E. coli 157H7 el cual es capaz de romper el intestino e invadir los órganos sistémicos a través de la sangre, mientras que otras E. coli viven sin problemas en nuestros intestinos como simbióticos o comensales (Hiroi et al., 2012).

Por lo general diremos que los procariotes digieren sus nutrientes de manera externa a ellos y luego absorben sus nutrientes mediante transporte a través de membrana. Esto se debe a que poseen parades celulares rígicas que impiden la formación de los fagosomas.

2.2 Digestión en eucariotes unicelulares

Los eucariotes se encuentra más limitados metabólicamente que los procariotes, pues por si mismos a duras penas pueden realizar algunas rutas fermentativas, la glucólisis  la oxidación de aminoácidos y grasas, pero están incapacitados para realizar la respiración celular aeróbica o la fotosíntesis por sí mismos.

Sin embargo en términos digestivos lo que les falta en enzimas digestivas y rutas metabólicas lo compensan con flexibilidad estructural. La célula eucariota es más grande, y posee una serie de compartimentos internos llamados organelos que le permiten realizar funciones bioquímicas especiales. En este subtema nos enfocaremos en la capacidad de los eucariotas para “literalmente” generar una boca que envuelve a una presa, rodearla y transformarla en un estómago que finalmente conllevará a la degradación por las enzimas líticas y a la correspondiente absorción. Nos referiremos a los procesos de endocitosis y fagocitosis (De Duve & Pizano, 1995).

2.3 Digestión en eucariotes multicelulares

Los eucariotes multicelulares poseen una amplia variedad de digestión, tanto de manera externa como interna, algunos son fotoautótrofos y otros bioheterótrofos. Dejando de lado a las plantas, los animales y los hongos vale la pena resaltar a otros eucariotas como por ejemplo los mixomicetos (De Duve & Pizano, 1995).

Los mixomicetos son seres vivos en cuyo siclo de vida se alternan dos morfologías diferentes. La fase que realiza la digestión se compone por células de apariencia amebiana de vida libre. Cuando los recursos a digerir disminuyen, estas amebas se reúnen en una sola masa, creciendo y formando una estructura de reproducción multicelular con todo y especialización de funciones celulares.
(digestión en protistas)
Los mixomicetos y su ciclo de vida, la fase sexual es multicelular y no se alimenta, la fase asexual es unicelular y es la que se alimenta.

2.4 Digestión en hongos

Los hongos emplean una amplia variedad de nutrientes, aunque la mayoría pueden sobrevivir bastante bien en presencia de oxígeno, existen algunas especies estrictamente anaeróbicas como las micorrizas. Los hongos son seres vivos no motiles, bioeterótrofos obligados “excepto los líquenes que son la simbiosis entre un alga y un hongo” por lo que deben buscar activamente una fuente de alimento que debe ser de naturaleza orgánica, en otras palabras a diferencia de algunas bacterias ningún hongo puede comer rocas (Carlile, Watkinson, & Gooday, 2001).

Existe una amplia variedad de formas de vida en los hongos, existen especies unicelulares que sobreviven de un modo muy similar a los eucariotas de vida libre o a las bacterias realizando digestión externa y absorbiendo los nutrientes por transporte a través de membrana. Sin embargo debido a que por lo general las células de los hongos están rodeadas por una pared, el proceso de fagocitosis es un poco más restringido (Carlile et al., 2001).

Los hongos superiores, es decir aquellos que forman colonias de células organizadas en hifas sobreviven mediante digestión externa. Los hongos viven en el interior de la comida segregando enzimas líticas que rompen su ambiente en nutrientes que luego serán absorbidos por las células en crecimiento (Carlile et al., 2001).

El hongo crece en la dirección en que está el alimento, mientras que las zonas más viejas empiezan a ser ricas en toxinas “compuestos metabólicos producidos por el hongo y que son excretados por este, algunos pueden ser toxinas muy poderosas” (Carlile et al., 2001).

Al igual que sucede en los mixomicetos, la ausencia de nutrientes hace que las células activen su fase sexual realizando la reproducción sexual y produciendo estructuras celulares muy específicas por medio de las cuales es posible identificar el tipo de hongo. 

El modo de alimentación “digestión externa” y de crecimiento desde un epicentro hace que el crecimiento de los hongos sea bastante típico, iniciando desde un punto y expandiéndose ya sea de manera esférica o de manera radial (Carlile et al., 2001). 

Un ejemplo son los así llamados círculos de las hadas en los campos, que no son otra cosa que hongos creciendo en el interior de la tierra y que estimulan el crecimiento de las plantas “forman micorrizas” en el lugar donde realizan sus procesos metabólicos, otras veces literalmente forman sus estructuras sexuales de manera circular.

Este mismo patrón de crecimiento puede ser observado también en los hongos de tipo parasítico como el pie de atleta. Otro aspecto importante es que después de realizar la reproducción sexual esa parte del micelio muere debido a la acumulación de toxinas y a la desaparición de los nutrientes a medida que el hongo avanza (Carlile et al., 2001).

Por ultimo cabe mencionar a los hongos nematófagos, algunos emplean el truco de la endoparasitósis, pero otros emplean anillos fungales. Los anillos fungales son estructuras de cuatro células, cuando un gusano anélido pasa por el anillo, las células se inflaman estrangulando al gusano. Posteriormente el gusano puede ser o atacado por las hifas desde el exterior o ser víctima de esporas que ingresan por su boca y luego se lo comen desde adentro. Sea cual sea el caso el hongo siempre realizan una digestión externa segregando enzimas digestivas y absorbiendo los nutrientes (Carlile et al., 2001).


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